Oceanography

AbstractMarine cable bacteria (Candidatus Electrothrix) and large colorless sulfur‐oxidizing bacteria (e.g., Beggiatoaceae) are widespread thiotrophs in coastal environments but may exert different influences on biogeochemical cycling. Yet, the factors governing their niche partitioning remain poorly understood. To map their distribution and evaluate their growth constraints in a natural setting, we examined surface sediments across seasons at two sites with contrasting levels of seasonal oxygen depletion in Chesapeake Bay using microscopy coupled with 16S rRNA gene amplicon sequencing and biogeochemical characterization. We found that cable bacteria, dominated by a single phylotype closely affiliated to Candidatus Electrothrix communis, flourished during winter and spring at a central channel site which experiences summer anoxia. Here, cable bacteria density was positively correlated with surface sediment chlorophyll, a proxy of phytodetritus sedimentation. Cable bacteria were also present with a lower areal density at an adjacent shoal site which supports bioturbating macrofauna. Beggiatoaceae were more abundant at this site, where their biomass was positively correlated with sediment respiration, but additionally potentially inhibited by sulfide accumulation which was evident during one summer. A springtime phytodetritus sedimentation event was associated with a proliferation of Beggiatoaceae and multiple Candidatus Electrothrix phylotypes, with cable bacteria reaching 1000 m length cm−2. These observations indicate the potential impact of a spring bloom in driving a hot moment of cryptic sulfur cycling. Our results suggest complex interactions between benthic thiotroph populations, with bioturbation and seasonal oscillations in bottom water dissolved oxygen, sediment sulfide, and organic matter influx as important drivers of their distribution.

La presencia de sistemas flagelares es común en muchas bacterias de vida libre, sin embargo, estos han sido considerados ausentes en bacterias del orden Rickettsiales. Candidatus Hepatobacter penaei es una bacteria Rickettsial de origen marino descrita como un microorganismo con motilidad, propulsada por un sistema flagelar, el cual también facilita la infección. Siendo esta bacteria uno de los principales riesgos de infección en granjas camaronícolas. El objetivo de este trabajo fue determinar la presencia de genes que codifiquen proteínas del sistema flagelar de la bacteria Candidatus Hepatobacter penaei. Para el análisis se utilizó la secuencia genómica la base de datos del GenBank con número de acceso NZ_JQAJ00000000.1, una vez detectados los genes, se dedujeron las secuencias de aminoácidos. Las secuencias de aminoácidos del sistema flagelar se identificaron mediante BlastP, por medio de un alineamiento múltiple de dominios conservados. Posteriormente, se realizó un modelado de la proteína FlhA y se comparó con la proteína reportada para Oceanibaculum indicum para la conformación hojas  y  hélices. Los resultados mostraron la presencia de algunas secuencias de aminoácidos relacionadas con los genes del sistema flagelar de la bacteria como MotA, FliG, FliN, FliL FlhA, FlhB, FliQ, FliR y FliF. Finalmente, estos resultados sugieren que Candidatus Hepatobacter penaei es una bacteria tipo Rickettsia que posee un sistema flagelar, el cual posiblemente le confiere motilidad y forma parte del proceso de infección en hospederos como crustáceos marinos.